论长江中下游双季稻区发展“黑麦草—水稻”轮作系统

我国长江中下游双季稻区传统的耕作方式以“肥—稻—稻”和“油—稻—稻”为主,种植结构较为单 一,因而长期采用传统的农作方式会引起一系列问题,如农产品生产结构性过剩、人畜争粮、农民 收入低及土壤退化、农业灾害频繁等<1>。为了适应加入世贸组织的新形势,2002年我国政 府着力加大了对农业产业组织结构的调整力度,大力调整农产品的品种结构,加快发展畜牧水产品 ;种植业继续以市场需求为导向调整其品种和品质结构,生产则进一步向优势产区集中。因此,因 地制宜建立一种优质、高产、高效的种植制度,是农业结构调整的关键。稻草轮作系统,就是在稻 田轮换种植黑麦草和水稻的一种合理利用土地的耕作制度,是一种种草养畜实行农牧结合的种养模 式。在长期实行水稻连作的情况下,适当发展“黑麦草-水稻”轮作系统,生态、经济效益明显, 有较好的发展前景。1　发展“黑麦草水稻”轮作系统的必要性和可行性1.1　必要性1.1. 1　农业结构调整的需要　我国农区传统的农业生产以种植粮食作物及经济作物为主,而播种饲料 作物和牧草等很少;畜牧业以饲养猪、鸡等耗粮较多的畜禽为主,养牛、羊、鹅等草食畜禽较少。 由于饲料主要依赖于粮食作物,农区畜牧业耗粮甚多。近十几年来,我国粮食作物和经济作物约有 2/5被用作饲料,即每年1亿hm2农作物播种面积中约有0.4亿hm2直接或间接地用于饲 料<2>。即便如此,饲料粮仍然满足不了畜牧业持续高速发展的需要。因此农业产业结构调整重 点在于,养殖业方面要发展牛、羊、鹅等草食畜禽;种植业方面要打破传统的种植模式,发展饲草 生产,以适应和促进畜牧业发展的需要。1.1.2　农业可持续发展的需要　我国长江中下游双 季稻区一贯的连作方式也带来了土壤退化、生产力下降、化学制剂产生的环境污染、病虫草害严重 等一系列生态环境问题。通过稻草轮作模式、传统模式及水旱轮作等模式的隔年轮换种植,可以改 良土壤,减少病虫草害,减少污染,提高生产力,促进农业的可持续发展。1.1.3　农民增加 收入的需要　稻谷是长江中下游地区种植业的主要农产品,但早稻与晚稻相比,其成本高、米质差 、效益低,没有任何优势;而一晚可将成熟期安排在气候最好的时段,与二晚比米质更好。因此, 在部分劳动力紧张的地区可选择“黑麦草—一季晚稻”轮作模式,这样既可以节省劳动力,又有利 于提高该地区稻作的米质和降低生产成本,进一步确立长江中下游稻米生产的优势地位,提高农民 的收入。1.2　可行性1.2.1　气候条件优越　多花黑麦草为一年生黑麦草,禾本科,原产 于中东及地中海地区,是温带牧草中生长最迅速的牧草。多花黑麦草适于生长在气候温和而湿润的 地区,耐寒,不耐热,适宜的生长发育温度为15～25℃,生产季节与小麦、油菜、蚕豆等冬种 作物基本相同<3>。长江中下游地跨北纬24°～34°、东经103°～123°之间,属亚 热带季风气候,冬夏季风明显交替,四季分明,是我国双季稻主栽区,生长季240～365d, 水热充沛,其气候与盛行稻草轮作方式的日本南部地区气候相似<4>,因此,种植黑麦草,发展 稻草轮作有一定气候优势。江苏、江西等地区的丰产实践也证明了这一观点。1.2.2　可利用 面积大　我国长江中下游区双季稻种植面积占耕地的2/5～2/3,长江以南部分平原高达80 %以上。双季稻区传统的耕作模式以“油菜—早稻—晚稻”或“绿肥—早稻—晚稻”为主,如果将 其进行适当调整,利用这些连作田冬期播种多花黑麦草,大力发展稻草轮作,不仅可以充分利用耕 地资源和农区优越的自然资源,而且可为冬春季畜食生产提供大量优质青饲料,促进畜牧业的发展 。1.2.3　发展潜力大　长期以来,我国饲料缺乏,畜牧业的发展也因此受到制约。欧美发达 国家一般牛肉、奶牛产值占畜牧业产值比重在50%以上,美国肉牛业、奶牛业占畜牧业产值比重 分别为41%和19%,而我国畜牧业占农业总产值比重仅为30%。以人工牧草为主的饲料作物 占耕地面积,法国在60%以上,美国在40%以上,澳大利亚和新西兰60%以上的土地是草地 ,而我国仅为2%<5>。随着我国居民生活水平的不断提高和对肉产品需求的不断扩大,无论畜 牧业还是人工牧草业均有很强的增长潜力。2　“黑麦草水稻”轮作系统的效益2.1　生态效益 2.1.1　改良土壤　作物对土壤的作用一方面是通过根系的生长,可以加大土壤的孔隙,使土 壤的紧实度降低,一般表现为容重的下降;另一方面,通过增加土壤中有机成分,使土壤微生物和 动物的活动得到加强,并通过腐殖质的增加改善土壤的团粒结构。黑麦草具有发达的须根,在土壤 表层其数量可以达到597～1148g/m2<6>,有研究表明<7～8>,冬种黑麦草在改 善土壤的结构和增加土壤有机质方面的效应十分显著,并且还增加了土壤养分,尤其是N和K的有 效性;改善了土壤的生物化学特性,使土壤脲酶活性提高了2.75倍,转化酶活性提高了92. 6%;使土壤微生物量增加了13倍;土壤微生物区系得以改善,细菌和放线菌数量增加。这些生 物性状的改善,对提高土壤地力和促进后作水稻的生长发育具有良好的作用。另据杨中艺进行的冬 种黑麦草对后作水稻影响的研究结果<9>,在水稻生长发育过程中,除了千粒重以外的其他所有 性状都明显地受到了冬种黑麦草的正面影响;冬种黑麦草也提高了土壤有机质、全氮、有效氮、土 壤转化酶活性和土壤微生物量,最终使水稻籽实产量有了明显的增加。2.1.2　控制田间杂草 　因冬季种植黑麦草发展养殖业需不断收割牧草,田间杂草也一同被割除,且黑麦草生长旺盛,对 杂草有一定抑制作用。在稻草复种方式下,来年冬季田间杂草的来84源有限,而且生长势一般较 弱,不容易存活。对不同复种方式后冬闲田杂草观测结果表明<10>,稻草复种方式下杂草群体 密度为85株/m2,其中单子叶类杂草占27%,稻麦复种方式下杂草群体密度为957株/m 2,其中单子叶类杂草占72%,这表明稻草模式具有明显的控制田间杂草效应,稻田安排一年稻 草复种方式后,农田冬闲时杂草群落密度仅为稻麦种植方式的8.88%,杂草数量显著下降,同 时杂草群落结构差异显著,稻田实施稻草复种模式后田间双子叶杂草占优势,而稻麦模式后田间单 子叶杂草占绝对优势。2.1.3　控制病虫害　由于很多危害水稻的病虫寄生在晚稻收获后的水 稻根茬和田间杂草上,采用“水稻—黑麦草”轮作后,水稻的各种病虫因找不到合适的寄主和失去 越冬场所而大量死亡,因而能有效地减轻水稻病虫害。2.1.4　减少农业污染,改善农业生态 环境　首先,稻草轮作可以抑制田间杂草的生长,控制病虫害,提高土壤肥力,有利于减少后作水 稻上农药、除草剂和化肥等化学物质的施用,从而降低土壤中有毒化学物质的残留,防止污染;其 次,黑麦草在吸收冬闲田及水中养分的同时,也能吸收和分解水、土壤中的酚、氯化物、硫化物, 净化空气,使水土变得洁净<11>;再次,牲畜产生的有机肥料还田,也可以起到对农田的改善 作用。这些有利因素对于我国南方地区生态有机农业的发展,提高农产品的质量,有一定的促进作 用。2.1.5　有助于实现农业生态系统的能量转化　在农业生态系统中,由生产者、消费者、 分解者所构成的食物链,是一条能量转化链、物质传递链。种植黑麦草,形成草—鹅、牛、羊、鱼 等食物链,通过作物秸秆直接还田和畜禽“过腹还田”,利用牲畜粪尿和其他有机废料生产沼气及 沼渣沼水综合利用,有利于形成合理的养分循环,提高有限资源的利用率,促进农业持续健康发展 <12>。2.2　经济效益“黑麦草—水稻”轮作系统的经济效益,是指种植饲草的直接收益和 用饲草发展养殖业所带来的间接收益及因种植饲草而使后作作物的增产效益。我国各地的试验研究 结果表明<13>,种植多花黑麦草鲜产较高,获得了较好的收益。江西省各地试验的平均总产量 为81419kg/hm2,四川广汉市三野农场为85585kg/hm2;江苏省农科院土肥 所为111429kg/hm2。黑麦草叶片中的粗蛋白质、粗脂肪、矿物质、胡萝卜素等营养成 分均高于常用植物性蛋白质饲料,且其粗纤维含量低,明显优于常用植物性蛋白饲料<14>。通 过种植黑麦草发展养殖业,取得了良好的效果。据苏惠玲研究结果<15～17>,种1hm2黑 麦草饲喂成鹅,获利18000～22000元,比喂菜或野草多获利2520～3080元,节 约精料1656～2024kg;养猪,可节约精料费13608～15552元,还可提前6～ 7d出栏,提高瘦肉率、增强免疫力等;用黑麦草喂奶牛比用包菜喂养效果好,每头奶牛每天可多 产奶3.21kg,多收入6.42元;18～22kg鲜黑麦草就可长1kg草鱼,草鱼的粪便 可以喂鲢鱼、鳙鱼等,每公顷黑麦草喂养的鱼纯收入在15000元以上。另据杨中艺研究<18 >,在水田冬闲期种植黑麦草,能使后作水稻增产,早稻增产14%,晚稻增产7%。2.3　社 会效益稻草轮作可以促进畜牧业的发展,而畜牧业是种植业的产业升级,更大程度上利用了人力资 源以及资金资源,且产业链更长,将有力地拉动为畜牧业服务的种植业和饲料加工业,并且为食品 加工业的发展提供充足的原料,从而有助于实现农业产业化发展。农牧结合的种植业通过拉长产业 链,发展劳动力密集型的畜牧业,可以实现农业劳动力的内部转移,解决农村劳动力就业,有助于 社会的稳定。94　4期　　　　　　　熊云明等:长江中下游双季稻区发展“黑麦草水稻”轮作 系统　　　　　　　　　另外,稻草轮作对土地的合理利用、对于调整我国种植业结构、缓解我国 耕地有限、冬春季青绿饲料缺乏、饲粮供应紧张的矛盾都有着重要的作用。3　实施“黑麦草—水稻”轮作系统需采取的相应措施生产实践表明,要获得“黑麦草—水稻”轮作系统的高产高效和可持续发展,取得预期的生态、经济和社会效益,一般应采取如下相应措施。3.1　选用适宜的品种和采取科学的栽培技术不同的品种具有不同的适应性,播种时应根据当地的农业生产条件、播种